DK146236B - Polyethylenterephthalat-overtrukket staaltraad og fremgangsmaade til fremstilling deraf - Google Patents

Description

(19) DANMARK

f„2, FREMLÆGGELSESSKRIFT «ο 146236 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Patentansøgning nr.: 0371/71 (51) IntCI.3: B29F 3/10 (22) Indleveringsdag: 28 jan 1971 (41) Aim. tilgængelig: 30 jul 1971 (44) Fremlagt: 08 aug 1983 (86) International ansøgning nr.:- (30) Prioritet: 29 jan 1970 NL 7001315 (71) Ansøger: N.V. ‘BEKAERT S.A.; B - 8550 Zwevegem, BE (72) Opfinder: Roger Van "Vlaenderen; BE.

(74) Fuldmægtig: Dansk Patent Kontor ApS

(54) Polyethylenterephthalat-overtrukket ståltråd og fremgangsmåde til fremstilling deraf

Den foreliggende opfindelse angår en polyethylenterephthalat-(PET)-overtrukket ståltråd.

PET betyder her og i det følgende polyetbylenterephthalat Der kendes, f.eks. fra hollandsk patentansøgning nr. 6.704.866, PET-overtrukne metaltråde, der først og fremmest er beregnede til elektriske ledere. PET anvendes til dette formål, fordi det har en god vedhæftning til metal og god isolationsevne og i øvrigt beholder disse egenskaber ved temperaturer op til 100°0. Porudsæt-ω ningen herfor er, at PET-laget er krystallinsk.

tO En tråd med et sådant i det væsentlige krystallinsk over- 09 træk er imidlertid ikke modstandsdygtig overfor deformation og ^ maskinel behandling, fordi overtrækket under disse påvirkninger ^ vil være tilbøjeligt til at revne.

V

g Det har ganske vist vist sig, at tråde med et overtræk på 2 146236 0,025 mm i det -væsentlige krystallinsk PET kunne behandles maskinelt, uden at der i PET-laget fremkom ridser eller re-vner, men et så tyndt overtræk kræver omhyggelig produktionsovervågning, og bestandigheden af et så tyndt overtræk overfor klimatiske påvirkninger, som f.eks. skiftevis sol, regn og kulde, må i høg grad betvivles.

Det er ved opfindelsen tilsigtet at tilvejebringe en PET-overtrukket ståltråd, der kan behandles maskinelt, og som bl.a. er velegnet til fremstilling af hegn.

Det opnås ved en PET-overtrukket ståltråd, der er ejendommelig ved, at PET-o ver trækket består af PET, der er mindst 80% amorft og har en tykkelse på mindst 0,1 mm, fortrinsvis på mellem 0,1 og 0,3 mm.

Der er herved tilvejebragt en tråd, der har bedre egenskaber end de hidtil anvendte PVC-overtrukne tråde. Yed sådanne tråde har overtrækket ganske vist god bøjelighed, men dels er dets hårdhed lavere end et PET-overtræks, hvor det har måttet anvendes i et tykkere lag, dvs. over 0,3-0,4 mm, og dels er dets vedhæftningsevne til metal langt lavere, hvilket giver sig til kende på den måde, at overtrækket ofte forskydes på tråden, når den underkastes maskinel behandling.

Opfindelsen angår også en fremgangsmåde til fremstilling af den ovenfor omtalte PET-overtrukne ståltråd, og hvor tråden, der skal overtrækkes, ledes igennem et ekstruderingshoved, hvortil der tilledes PET, der er opvarmet til mellem 250 og 270°C, og hvor tråden - efter i ekstruderingshovedet at være blevet overtrukket - ledes gennem en kølezone.

Pra norsk patentskrift nr. 84.710 er det kendt at lede en tråd, der skal overtrækkes med et plastisk materiale, f.eks. polymonochlortrifluorethylen, der har et meget kritisk temperaturområde, igennem et ekstruderingshoved og herunder nøje overholde påkrævede temperaturgrænser.

Pra de tyske patentskrifter nr.1.047.276 og 1.177*328 er det derudover kendt at lede den overtrukne tråd gennem en kølezone.

Premgangsmåden ifølge opfindelsen adskiller sig fra disse kendte fremgangsmåder ved de ejendommeligheder, at den ikke belagte tråd opvarmes til en temperatur på mellem 130 og 170°0, og at ekstruderingshovedets temperatur holdes på den varme PET's 3 146236 temperatur, medens PET-massen påføres tråden under tryk i ekstru-deringshovedet og i så stor en mængde^ 'at der opnås en lagtykkelse på mindst 0,1 mm, fortrinsvis på mellem 0,1 og 0,3 mm, hvorhos afkølingen sker som en afskrækning, således at PET's amorfe tilstand i det væsentlige bibeholdes.

Fagfolk har hidtil været overbevist om, at man for at opnå gode resultater med PET som belægning ved den nyligt opfundne anvendelse af PET som belægning på ståltråd nødvendigvis måtte anvende indeslutnings- eller rørovertrækningsmetoden. Det har dog vist sig, at fremgangsmåden ifølge opfindelsen er mere fordelagtig.

En væsentlig fordel ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen er, at den påførte PET-belægning har en yderst amorf karakter, samt at den udover en god vedhængningsevne har så gunstige egenskaber, at den tråd, der bliver frembragt, umiddelbart er egnet til yderligere behandling i de dertil beregnede maskiner.

Det har desuden i praksis vist sig, at fremgangsmåden ifølge opfindelsen gør det muligt at påføre belægningen på en ståltråd, uden at PET'et bliver udsat for mekaniske spændinger, eller uden at der i PET'et frembringes spændinger, således som det er tilfældet, når man trækker belægningen på, inden den er fuldstændig størknet og/eller krystallisereret. Som bekendt udvirker tilstedeværelsen af interne spændinger i syntetiske form-stofmaterialer sædvanligvis en høj grad af krystallisation, når de i en efterfølgende fase passerer gennem et nøjere:fastlagt temperaturområde. Hovedtanken, der ligger til grund for opfindelsen, er, at denne krystallisation for enhver pris må undgås. Det er derfor fordelagtigt, at den overtrukne tråd afkøles og hærdes i en tilstrækkelig mængde koldt vand.

Opfindelsen forklares nærmere i det følgende under henvisning til tegningen, hvor fig. 1 er et snit gennem et ekstruderingshoved til brug ved den kendte rørovertrækningsmetode, fig. 2 et snit gennem et ekstruderingshoved til brug ved udøvelse af fremgangsmåden ifølge opfindelsen.

Tråden ledes kontinuerligt fra lagerspole til ekstruderings-hovedet på en ekstruderingsmaskine. Mellem lagerspolen og ekstrude-ringsmaskinen forvarmes tråden. Den kontinuerte forvarmning af den i bevægelse værende tråd, før det syntetiske materiale ekstruderes ud på tråden, er i mange tilfælde nødvendig. En passende forvarmning af tråden til mellem 130 og 170 C vil i væsentlig grad mindske de in 4 146236 terne spændinger samt sammentrækning af revnedannelse i belægningen. Også fugtighed og smøremidler vil blive bortdrevet fra trådoverfladen. Varmetilførselen til tråden kan gennemføres på flere forskellige måder, eksempelvis elektrisk, med damp i et varmékammer eller ved induktionsopvarmning. Enhver af de hidtil brugte forvarm-ningsfremgangsmåder har i de specielle tilfælde sine fordele i sammenligning med andre fremgangsmåder.

Ved fremgangsmåden ifølge opfindelsen tilføres tråden 1 ved bagsiden af ekstruderingshovedet 2 og passerer gennem dette, som vist i fig. 2. Ifølge denne metode ekstruderes det plastiske PET 3 under påvirkning af ekstruderingstrykket i ekstruderingshovedet uden på tråden. Regulering af tykkelsen af belægningen 4 gennemføres ved regulering af størrelsen af ekstruderingshovedet 2. Ståltrådens lineære hastighed er fastlagt af opviklingsspolens rotationshastighed. Ifølge den kendte rørovertrækningsmåde eller indeslutningsmetode, som vist i fig. 1, frembringes der først et rørformet lag 5 af PET 6, hvorefter dette overtrækkes på tråden uden for ekstruderingshovedet 7. I dette tilfælde skal tråden 8's hastighed være større end hastigheden af belægningen 5, der kommer ud af ekstruderingshovedet.

Det har som omtalt ovenfor overraskende vist sig, at man ved at bruge fremgangsmåden ifølge opfindelsen til belægning af en metaltråd med PET opnår en belægning med yderst gode egenskaber. Ved udøvelse af den kendte rørovertrækningsmetode opnår man derimod en PET-belægning med mindre gode egenskaber. På mange punkter mellem trådoverfladen og PET-belægningen forekommer der luftbobler, som er årsag til, at vedhængningsevnen reduceres kraftigt. For at undgå dette bør luften ved åbningen 9 suges ud af ekstruderingshovedet 7. Dette er imidlertid en meget besværlig proces. En anden ulempe er forøgelsen af den krystallinske struktur i den påførte belægning. Ved den kendte rørovertrækningsmetode trækkes belægningen faktisk på tråden, hvilket har til følge, at der frembringes trækspændinger, som fremmer krystallisationen under nedkølingen fra den temperatur, hvor tilstandsformen er plastisk. Følgen heraf er, at belægningen bliver mindre fleksibel. En anden ulempe er, at overfladen af den påførte belægning ikke er helt glat.

Efter udflydningen fra ekstruderingshovedet 2 nedkøles tråden 10, som har en belægning 4, på en sådan måde, at det PET, der er påført tråden, i det væsentlige er amorft. Det er nødvendigt, at den amorfe tilstandsform for det plastiske, syntetiske materiale bibeholdes efter hærdningen. En speciel kølefremgangsmåde, der er afhamgig 5 146236 af forholdet mellem tråddiameteren og belægningens tykkelse, vil være i stand til at fastholde denne amorfe tilstandsform. Efter ekstruderingen kan tråden straks ledes ned i en kølevæske. Kølebeholderen må være tilstrækkeligt lang til,at temperaturen af belægningen, når tråden flyder ud af kølebeholderen, er tilstrækkeligt lav til, at tråden uden at blive beskadiget kan vikles op.

Eksempel.

Som udgangsmateriale valgtes en blank ståltråd med en diameter på 1,8 mm, hvilken tråd var forvarmet til 150°C og blev trukket gennem ekstruderingshovedet med en hastighed på 150 m/minut eller 2,5 m/sekund. Dette ekstruderingshoved var en del af en ekstruderingsma-skine, der var udstyret med en ekstruderingscylinder med roterende snekke. Ekstruderingscylinderens diameter var 45 mm, medens forholdet mellem længde og diameter var 26.

Temperaturen af cylinderen, der var opdelt i zoner, var tæt ved indgangen 230°C, halvvejs 310°C og ved enden lige før hovedet 300°C. Ekstruderingshovedet, som blev fødet fra snekken, blev holdt på en temperatur på 300°C. Som snekke blev valgt en snekke af den type, der anvendes ved påføring af polyamid på en blank tråd. Snekken blev ikke kølet og havde et stort kompressionsforhold, nemlig 3,5, hvilket vil sige forholdet mellem trykket ved ekstruderingshovedet og trykket ved indgangen.

PET'et var i en kornagtig tilstandsform og havde en temperatur på 260°C, da det forlod maskinen.

Den belagte tråd blev over en længde på 1 meter ledt gennem luft og derpå over en længde på 4 meter gennem en beholder med vand af samme temperatur som omgivelserne, således at belægningen meget hurtigt blev bragt på en temperatur under 155°C. Dette viste sig at være nødvendigt for at bibeholde den amorfe tilstandsform. Belægningen havde en tykkelse på 0,1 mm og var meget sej. Efter gentagne gange bøjninger af tråden var belægningen ubeskadiget.

Derpå blev forsøget gentaget, men uden at tråden blev forvarmet. Herved blev frembragt en hård, skør belægning, der blev brudt, da tråden første gang blev bøjet. Efter indgående forsøg med stød og bøjningsprøver viste det sig, at førstnævnte omstændigheder, hvor den optimale nedkølingsproces er afhængig af tråddiameteren og belægningens tykkelse, måtte foretrækkes.